层次化实验体系在测试技术课程中的应用

李一男++谭苗苗

摘 要：“测试技术”是我国高校工科的专业基础课程，课程内容包括了测试系统的特性、信号的分析处理、常用传感器、虚拟仪器设计等内容。当今学生的学习习惯和性格相比从前发生了巨大变化，传统的讲授为主，实验为辅，以教师为中心的教学模式已经不能适用。实验和实践在教学过程中发挥着越来越重要的作用，针对原来测试技术课程实验存在的不足，引入层次化实验结构体系，结合测试技术课程特点，将实验分为多个层次，满足不同学生的需求，调动学生的学习积极性和自主性，提高教学质量。

关键词：测试技术 层次化 实验教学 应用

中图分类号： G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）12（c）-0137-02

The application of hierarchical experimental system in the course of testing technology

LI Yinan Tan Miaomiao

（Beijing Union Univorsity，Beijing，100012，China）

Abstract：The experimental teaching and social practice is become more and more important in the process of course-teaching. In response to the shortcomings in traditional experiment of Test technology， hierarchical experimental teaching structure system is introduced. By combing with the characteristics of the course， the experiment are divided into multiple levels to meet different needs of students. The purpose is to mobilize the enthusiasm and initiative of the students， improve the quality of teaching.

Key Words：Testing technology；Hierarchical；Experimental teaching；Application

“测试技术”是我国高校工科的专业基础课程，课程内容包括了测试系统的特性、信号的分析处理、常用传感器、虚拟仪器设计等内容。当今学生的学习习惯和性格相比从前发生了巨大变化，传统的讲授为主，实验为辅，以教师为中心的教学模式已经不能适用。目前测试技术实验课程的教学内容都是预先设计好的、独立的、前后内容衔接欠流畅，缺乏综合性及创新性的实验机会，存在以下问题：学生做实验时多数处于被动状态；注重实验结果，轻视实验过程；实验与工程实际和科研训练联系少；学生做实验时缺乏创新意识和探索精神，导致学生普遍存在对测试基本概念和物理含义的理解不透彻，对测试基本方法和手段掌握不熟练，对测试系统的构成和测试技术的运用不自如的问题。针对以上问题，提出层次化实验体系，由浅入深，不同级别的得分不同，激发学生学习的积极性和主动性。

1 测试技术层次化实验体系的构建

由于传统的讲授为主的方式不能达到良好的教学效果，故提出层次化实验体系。该体系通过实际案例和实验来引出相关的基本理论，在动手实践的过程中加深对概念的理解，并鼓励学生发挥想象力，提升创新能力。整个结构分为4个层次，即演示实验、基础实验、项目实验和创新实验。如图1所示。

1.1 演示实验

由于时代的变迁，学生也发生了很大变化，目前课本更新速度较慢，范例比较旧，与当今最新技术的发展应用脱节，老师通过PPT讲解的方式不能很好的激发学生的兴趣，无法达到良好的教学效果。在课上增添有代表性的演示性实例实验，将原理概念由生动的例子引出，使学生对理论知识的理解更直观，更真实，从而激发学习热情。例如拿当今测试技术集成度比较高的机器人作为实例，通过演示最新机器人的功能、应用，以及科幻电影中机器人未来的发展趋势，阐述其中应用到的测试技术相关原理，提高学生的兴趣度，从而达到良好的教学效果。

1.2 基础实验

基础实验是选用传感器综合实验仪器，学生根据被测对象的不同，选用传感器，通过连线，整合测试系统，完成测试。该部分是必修部分，目的是让学生加强对传感器工作原理的理解，了解信号的处理过程，掌握基本测试设备的使用，明确测试系统的基本组成。学生需要完成8学时的基础实验，内容在给定范围内任选，完成该部分内容，实验得分在60～70之间。基础实验内容如表1所示。

1.3 项目实验

项目实验是为了结合工程实际，对工业测控设备进行了微缩，让学生完成综合性、应用性更强的实验。目前实验室有模拟工厂运输物品的环形输送线平台，旋转机械简化来的转子实验平台，模拟远距离测距的平台。学生可利用LabView仿真平台，选用多种传感器，搭建综合测试系统，完成传感器的选择、安装连线，信号采集处理，程序设计和界面设计，对被测对象的状态和相关参数进行测量，目的是让学生加强对整个测试系统各个环节的了解。该部分四个项目任选其一，学时为8学时，学生可以2～3人组成一个小组，共同完成，提供学生的团队合作能力。最后根据完成情况教师予以给分，实验得分在70～85之间。项目实验内容如表2所示。

1.4 创新实验

创新实验则是完全发挥学生的想象空间，根据学生自己的兴趣，与老师商讨确定可行的方案，完成相关内容。实验室配有多种传感器，NI ELVS可方便学生搭建硬件电路，配合LabVIew环境，可以快速建立测试系统，软硬件联调，真正实现了创新。该部分需要学生提前预约实验室，申请使用的设备，教师根据学生完成情况，予以给分。

2 教学效果

层次化实验模式一共有3个班级参与，课程结束后对学生进行了问卷调查和实验完成情况总结。调查显示，92%的学生喜欢这种教学模式，希望增加演示实例；80%的学生希望增加和实际工程项目相关的实验内容。实验完成情况总结如下：有20%的同学只完成基础实验部分，就不再往下进行；大部分同学的学习积极性明显提高，80%的学生会选择完成项目实验，有13%的同学进行了创新实验。由于实验设计难度由浅入深，循序渐进，让课程变得更生动，更人性化，且无形中加入了晋级机制，因材施教，激发学生的兴趣，使学生可以更好的掌握基本理论知识，提高动手能力、团队合作能力和创新能力。总体来看，层次化的实验教学体系能有效提高“测试技术”课程的教学效果。

参考文献

[1] 刘吉轩，张小栋，陈花玲.测试技术层次化实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索，2013（1）：125-131。

[2] 谢里阳，孙红春，韩明.“机械工程测试技术”层次化实验教学体系的实现[J]. Third International Conference on Education Technology and Training （ETT），2010：376-378.

[3] 郭明喜，高媛媛.层次化实验体系在通信原理教学中的应用[J].中国电力教育：上，2012（11）：109-110.endprint